Đúc khuôn áp suất cao (High Pressure Die Casting – HPDC) là một công nghệ đúc kim loại tiên tiến, được sử dụng rộng rãi để sản xuất hàng loạt các chi tiết có hình dạng phức tạp với độ chính xác và hiệu suất cao.
Phương pháp này hoạt động bằng cách ép kim loại nóng chảy vào khuôn thép kín dưới áp suất và tốc độ cực cao.
Khuôn thường gồm hai phần: một nửa cố định và một nửa di chuyển, được gắn chắc chắn vào các tấm ép của máy đúc khuôn chuyên dụng.
Phân loại đúc khuôn áp suất cao
Đúc khuôn áp suất cao được chia thành hai loại chính: đúc buồng nóng và đúc buồng lạnh, tùy thuộc vào đặc tính nhiệt độ nóng chảy của kim loại.
Đúc khuôn buồng nóng
Phương pháp đúc buồng nóng phù hợp với các kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp như: kẽm, chì, magie. Quy trình diễn ra như sau:
Kim loại nóng chảy được giữ trong một buồng nóng ngay bên trong máy.
Máy sử dụng cơ cấu pittông để đưa kim loại vào khuôn đúc.
Sau khi đông đặc, khuôn mở ra và sản phẩm được đẩy ra ngoài.
Đúc khuôn buồng lạnh
Đúc buồng lạnh được ứng dụng cho các kim loại có điểm nóng chảy cao như: nhôm, đồng, hợp kim kẽm-nhôm.
Kim loại được nung nóng trong lò riêng bên ngoài.
Sau đó, kim loại nóng chảy được đưa vào buồng máy ép và ép vào khuôn bằng pittông.
Quá trình tách biệt giữa nung chảy và ép giúp duy trì độ an toàn và phù hợp với kim loại có nhiệt độ cao.
Ưu điểm và hạn chế của đúc áp suất cao
Ưu điểm nổi bật khuôn đúc khuôn áp suất cao
Năng suất cao: Sản xuất nhanh chóng, phù hợp với sản lượng lớn.
Tính chính xác và độ hoàn thiện cao: Giảm thiểu chi phí gia công sau đúc.
Tiết kiệm vật liệu: Có thể tái chế vật liệu thừa.
Đúc được các hình dạng phức tạp: Tối ưu cho thiết kế công nghiệp hiện đại.
Hạn chế cần lưu ý khuôn đúc khuôn áp suất cao
Chi phí đầu tư cao: Bao gồm khuôn mẫu, thiết bị và thiết lập ban đầu.
Rủi ro rỗ khí: Dễ xuất hiện bọt khí bên trong sản phẩm.
Hạn chế xử lý nhiệt: Do độ không đồng đều của vật liệu sau đúc.
Quy trình đúc khuôn áp suất cao
Dưới đây là các bước tiêu chuẩn trong quy trình đúc HPDC:
Chế tạo khuôn: Khuôn thép được gia công chính xác, có khoang chứa và hệ thống dẫn kim loại.
Lắp đặt và gia nhiệt khuôn: Khuôn được gắn vào máy đúc và làm nóng đến nhiệt độ thích hợp.
Làm nóng kim loại: Kim loại được nấu chảy trong lò riêng biệt.
Ép phun kim loại: Kim loại nóng chảy được bơm vào khuôn với áp suất cao để điền đầy toàn bộ khoang khuôn.
Làm nguội và đông đặc: Kim loại nguội nhanh, định hình theo khuôn.
Tháo sản phẩm: Khuôn mở ra và chi tiết được đẩy ra ngoài.
Tái chế vật liệu dư: Vật liệu thừa được thu gom và tái sử dụng cho các lần đúc tiếp theo.
Ứng dụng của đúc khuôn áp suất cao
Phương pháp đúc áp suất cao được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp:
Ngành ô tô: Sản xuất các chi tiết như: khung gầm, vỏ động cơ, hộp số, bánh xe, tay nắm cửa…
Ngành hàng không:Dùng để chế tạo khung máy bay, các bộ phận động cơ yêu cầu độ chính xác cao.
Ngành y tế: Sản xuất thiết bị y khoa: kẹp, kéo, dụng cụ phẫu thuật, thiết bị X-quang, bộ phận tản nhiệt y sinh.
Đúc khuôn áp suất cao (HPDC) là giải pháp hiệu quả cho sản xuất hàng loạt các chi tiết kim loại có độ phức tạp cao, đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật khắt khe trong các lĩnh vực như ô tô, hàng không và y tế. Tuy có chi phí đầu tư ban đầu lớn, nhưng lợi ích dài hạn về tốc độ, chất lượng và tiết kiệm chi phí sản xuất khiến phương pháp này ngày càng được ưa chuộng trong ngành công nghiệp hiện đại.
Nguồn: Tổng hợp kiến thức
